新型軟體機(jī)器人具有強(qiáng)悍的游泳能力
來自新加坡科技設(shè)計大學(xué)的研究人員將兩種不同的方法結(jié)合起來，創(chuàng)建了一個綜合工作流程，以開發(fā)用于設(shè)計和制造定制軟體機(jī)器人的新型自動化流程。該團(tuán)隊開發(fā)的方法可以應(yīng)用于其他類型的軟體機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)了以一種簡單易行的方式定制機(jī)械性能。
軟體機(jī)器人是全世界研究的一個主要領(lǐng)域，因?yàn)檐涹w機(jī)器人特別擅長在有人類的環(huán)境中工作，而且更加靈活。
軟體機(jī)器人的靈感來自于生物體的靈活形態(tài)，在傳感、運(yùn)動、物體抓取和操縱等方面有廣泛的應(yīng)用。通常情況下，軟體機(jī)器人是使用手工鑄造技術(shù)制造的，這限制了研究人員可以實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜性和幾何形狀。對于新的機(jī)器人，該團(tuán)隊使用3D打印或增材制造，在一個支持性矩陣中擠出各種材料油墨。
該工藝特別適合于制造由多種材料或復(fù)合材料制成的軟體機(jī)器人。該團(tuán)隊使用拓?fù)鋬?yōu)化來確保他們的軟體機(jī)器人的較佳設(shè)計，使用數(shù)學(xué)模型在一組特定的約束條件下設(shè)計定制的結(jié)構(gòu)。將這兩個步驟優(yōu)化成一個單一的框架，使作者能夠開發(fā)出一個集成的工作流程，用于創(chuàng)建定制的軟體機(jī)器人，同時最大限度地減少潛在的錯誤。
在他們的研究中，該團(tuán)隊創(chuàng)建出了一個會游泳的自主機(jī)器人，其靈感來自于雙足動物，工作流程從定義機(jī)器人的鰭的幾何形狀開始，然后利用拓?fù)鋬?yōu)化在規(guī)定的材料和運(yùn)動約束下生成具有所需屬性的設(shè)計結(jié)構(gòu)。設(shè)計被轉(zhuǎn)化為由定制的3D打印機(jī)讀取的代碼，用于制造機(jī)器人。
這些軟體機(jī)器人被設(shè)計為在海洋環(huán)境中生存，該方法的重點(diǎn)是調(diào)整鰭的組成，以評估這些變化如何影響機(jī)器人的游泳性能。研究人員在優(yōu)化后發(fā)現(xiàn)，優(yōu)化后的復(fù)合鰭比采用傳統(tǒng)鑄造的軟鰭的同類產(chǎn)品快50%。它也比采用硬鰭的機(jī)器人略快。
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